JP2004259816A - ワーク搬入装置及び樹脂封止装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置のレイアウト変更に容易に対応することができ、プレス部へのアクセスタイムを短縮して作業効率を改善したワーク搬入装置を提供する。
【解決手段】ワークを保持するワーク保持部３１を備えた搬入装置本体３２に、ワーク保持部３１と同一方向でモールド金型２５へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニット３３を一体に設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】ワークを保持するワーク保持部３１を備えた搬入装置本体３２に、ワーク保持部３１と同一方向でモールド金型２５へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニット３３を一体に設けた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、樹脂封止に必要なワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置及び樹脂封止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封止装置は、半導体チップが搭載された基板（リードフレーム、樹脂基板、フィルム基板など）や封止樹脂（固形樹脂、顆粒樹脂、液状樹脂、粉状樹脂など）のワークはローダーに保持されてモールド金型へ搬入され、樹脂封止後の成形品がアンローダーによりモールド金型より取り出されるようになっている。
【０００３】
本件出願人が提案した樹脂封止装置の一例を挙げれば、装置の多機能化を図るべく、ワーク供給ユニット、プレス部を搭載した増設レールユニット、成形品収納ユニットがレール部どうしを接続したり切り離したりすることが自由にできるモジュールタイプに構成されている。ローダー及びアンローダーはレール部を共用して移動し、必要に応じて増設レールユニットを増設して使用できるようになっている。例えば、半導体チップで発生した熱をパッケージ部外へ逃すため、放熱板（ヒートスプレッダー）をモールド金型のキャビティ凹部へ搬入されて、基板と共に樹脂封止されることが行われている。この放熱板供給部を設けた増設レールユニットをプレス部の近傍に増設し、ローダーによりワークとは別途放熱板をプレス部へ搬入するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３００９７５号公報（図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に樹脂封止装置において、例えばヒートスプレッダー等のように、特殊部品を供給する場合には、専用の供給ユニットを増設する必要があるが、モールド金型のローダーやアンローダーが進退動する正面側以外の側面側若しくは後面側へレイアウトする必要があり、装置レイアウトの変更や専用の駆動軸の設置など装置構成が複雑化する。
【０００６】
また、特許文献１に示すモジュールタイプの樹脂封止装置では、増設レールユニットの追加が任意に行えるので、装置レイアウトの変更は比較的容易であるが、ローダーによりワーク（基板、封止樹脂）とは別途モールド金型へアクセスする必要があり、搬入部品が増えればモールド金型へのアクセス回数が増えて、１回の樹脂封止に要するサイクルタイムが遅延する。また、基板をプレヒートしてプレス部へ搬入しようとしても搬入時には途中で冷却してしまうおそれがあり、ローダーは基板と封止樹脂を同時に保持するため、プレヒートにより封止樹脂の硬化が進んでしまうおそれがあった。このため、基板はモールド金型でプレヒートしてから樹脂封止する必要があり、ランニングコストが増えるうえに、作業効率が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、装置のレイアウト変更に容易に対応することができ、プレス部へのアクセスタイムを短縮して作業効率を改善したワーク搬入装置及び該ワーク搬入装置を用いて装置の改変や多機能化が容易であり生産性を向上できる樹脂封止装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
ワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置において、ワークを保持するワーク保持部を備えた搬入装置本体に、ワーク保持部と同一方向でモールド金型へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニットを一体に設けたことを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、ワークを搬入するのに先立って金型面をクリーニングするクリーニングユニットであることを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、金型面にセットされたワークとの距離や位置ずれを検出する位置決めセンサユニットであることを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、金型面にセットされたワークを撮像して異常を検出する撮像処理ユニットであることを特徴とする。
また、ワーク保持部に基板を保持する基板保持部と基板をプレヒートするプレヒート部とを備え、前記金型アクセスユニットに封止樹脂を保持する樹脂保持部を設けたことを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、モールド金型のキャビティ凹部にヒートスプレッダーを搬入するヒートスプレッダー搬送ユニットであることを特徴とする。
また、樹脂封止装置においては、上述したワーク搬入装置を用いてモールド金型に搬入されたワークをクランプして樹脂封止することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。本実施の形態は、ワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置としてのローダーと、プレス部より成形品を成形品取出部へ取り出すアンローダーとが移動レール部を共用して移動可能なモジュールタイプの樹脂封止装置を例示して説明する
図１はローダーの第１実施例を示す説明図、図２はローダーの第２実施例を示す説明図、図３はローダーの第３実施例を示す説明図、図４はローダーの第４実施例を示す説明図、図５はローダーの第５実施例を示す説明図、図６は樹脂封止装置の一例に係るレイアウト構成を示す平面図である。
【００１０】
図６において、先ず樹脂封止装置の概略構成について説明する。樹脂封止装置はワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に増設レールユニットＣを分離可能に備えている。ワーク供給ユニットＡ、成形品収納ユニットＢ及び増設レールユニットＣのそれぞれが移動レール部と台座部を有しており、台座部には各種機能部を備えることが可能である。本実施例では増設レールユニットＣにはプレス部及びヒートスプレッダー供給部が各々挿脱可能に設けられている。以下、各ユニットの構成について説明する。
【００１１】
［ワーク供給ユニットＡ］
図１において、ワーク供給部１は、供給マガジン２に収納されたストリップ（リードフレーム、樹脂基板などに半導体チップが搭載されたもの）をフレームインデックス３へ載せた後、プレヒートレール４へ向きを揃えて送り出される。プレヒートレール４では、リードフレームがプレヒートされてローダー７に受け渡される。
樹脂タブレット供給部５は、樹脂タブレットを送り出すリニアフィーダから整列して送り出された樹脂タブレットをインデックステーブルで一時的に蓄えながらタブレットホルダー６へ装填し、該タブレットホルダー６を供給位置まで移動してローダー７に受け渡される。
【００１２】
［成形品収納ユニットＢ］
図１において、成形品取出部９では、いずれかのプレス部よりアンローダー８により取出された成形品が下方に待機している移動テーブル１０へ受け渡される。アンローダー８は、成形品を成形品取出部９に待機している移動テーブル１０へ受け渡すと次の成形品の取出し動作に移行する。移動テーブル１０は成形品を載置してディゲート部１１へ搬送する。ディゲート部１１は、移動テーブル１０へ載置されて搬送された成形品を押えて冷却すると共にストリップをツイストすることによりゲートブレイクし不要樹脂を分離する。不要樹脂は図示しないスクラップボックスへ回収される。移動テーブル１０は成形品のみを載置して成形品収納部１２へ搬送する。成形品収納部１２において、移動テーブル１０に搬送された成形品を成形品ピックアップ１３により一端保持する。そして、移動テーブル１０が成形品取出部９へ向かって移動すると、下方に設けられた収納マガジン１４へ必要に応じて旋回して向きを揃えて収納する。
【００１３】
［増設レールユニットＣ］
増設レールユニットＣは、ワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に挿脱可能に設けられている。増設レールユニットＣは、ワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に増設されて、供給側移動レール部１５と収納側移動レール部１６との間を増設側移動レール部１７により連結し、該増設側移動レール部１７上をローダー７及びアンローダー８が各々共用して移動可能になっている（図１参照）。
【００１４】
増設レールユニットＣの増設側台座部１８には、プレス部１９やヒートスプレッダー供給部２０などの様々な機能を有する機能部を搭載可能になっている。
増設レールユニットＣは、ワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に移動レール部どうしが連続するように挿入された後、増設側台座部１８と供給側台座部２１との間、増設側台座部１８と収納側台座部２２との間、増設側台座部２１どうしの間を各々ボルト締めして連結されている。尚、増設レールユニットＣごと他の増設レールユニットＣに変更することは可能であるが、各種機能部の大きさを考慮しておけば、該機能部だけの交換も可能である。
【００１５】
また、成形品収納ユニットＢ及び増設レールユニットＣには、移動レール部１６、１７に沿って吸引ダクト２３が併設されている。この吸引ダクト２３は、ローダー７又はアンローダー８の吸引ダクトに接続可能なダクト連結部２４より接続可能に設けられている。ローダー７又はアンローダー８がプレス部１９に進入する際に各吸引ダクトがダクト連結部２４を介して吸引ダクト２３に連結して、図示しない集塵機へ集塵するようになっている。
【００１６】
プレス部１９は本実施例では３箇所に並設されている。各プレス部１９はモールド金型２５及び該モールド金型２５を型締め型開きする公知の型開閉機構及びモールド金型２５のキャビティに樹脂圧を印加しながら封止樹脂を送り出す公知のトランスファ機構などが装備されている。各プレス部１９は、増設側台座部１８及び収納側台座部２２に設けられており、必要に応じてモールド金型２５の金型面を覆うリリースフィルムを張設するフィルムユニットが設けられていても良い。
【００１７】
また、ヒートスプレッダー供給部２０は、ワーク供給ユニットＡとプレス部１９を搭載した増設レールユニットＣとの間に設けられている。ヒートスプレッダー供給部２０は、増設側台座部１８に設けられている。ヒートスプレッダー供給部２０では、供給マガジン２９内に積み重ねて収納されたヒートスプレッダーＨＳが供給ハンド（ピックアップハンド）２６により取り出され、検査部２７へ移送されてヒートスプレッダーＨＳの向きや重なりの検査が行われる。そして、ヒートスプレッダーＨＳは移動テーブル２８により受渡し位置まで搬送されて、ローダー７へ受け渡される。
【００１８】
ローダー７及びアンローダー８は移動レール部を共用して移動するようになっている。即ち、ローダー７は、プレヒートレール４でリードフレームを受け取って保持し、タブレットホルダー６より樹脂タブレットを受け取って保持し、更にはヒートスプレッダー供給部２０よりヒートスプレッダーＨＳを受け取って各プレス部１９へ一方向から進退移動して搬入するようになっている。また、樹脂封止後の成形品はモールド金型２５より離型され、アンローダー８により成形品取出し部９へ搬出されるようになっている。
【００１９】
［ローダーの構成］
ここでワーク搬入装置として用いられるローダー７の構成について説明する。図１は、ローダー７の第１実施例を示す。ローダー７は、樹脂封止に必要なワーク保持部３１を備えた搬入装置本体３２に、ワーク保持部３１と同一方向でモールド金型２５へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニット（機能増設ユニット）３３がワーク保持部３１と一体に設けられている。ワーク保持部３１は、基板（本実施例ではリードフレームＬ／Ｆ）Ｗと樹脂タブレットＴとを保持可能になっている。ローダー７は、図示しないラック部に噛み合うピニオンギヤが回転することで、搬入装置本体３２が金型アクセスユニット３３を先頭にして、移動レール部側よりプレス部１９側に進退移動するようになっている。また、金型アクセスユニット３３としては、クリーニングユニット３４が設けられている。クリーニングユニット３４は、ワークを搬入するのに先立って金型面（下型面）をクリーニングする。尚、クリーニングユニット３４を構成するブラシ、吸引ダクトを上側にも設けて上型面及び／又は下型面がクリーニングできるようになっていても良い。
【００２０】
クリーニングユニット３４は、上下動可能な可動吸引ノズル３５と金型面をブラッシングするクリーニングブラシ３６を備えている。可動吸引ノズル３５は可動吸引ダクト３７に接続されており、ゴムパッキン３７ａを介して搬入装置本体３２の長手方向に設けられたローダー吸引ダクト３８に接続されている。ローダー吸引ダクト３８は、前述したダクト連結部２４にて図示しない集塵機へ接続されるようになっている。尚、クリーニングブラシ３６に換えて、ローラ間で粘着テープを繰出して巻き取る間に金型面に当接して塵埃を粘着するようにしても良い。クリーニングブラシ３６は、搬入方向に対して可動吸引ダクト３７より先に金型に進入するように配置されていた方がクリーニングブラシ３６で金型より剥離した塵を吸引し易い。また、搬入方向に対して、先頭側よりクリーニングブラシ３６、可動吸引ダクト３７、粘着テープという順に配列されていても良い。
【００２１】
図２はローダー７の第２実施例を示す。ワーク保持部３１の構成は第１実施例と同様であり、金型アクセスユニット３３の構成を中心に説明する。本実施例は金型アクセスユニット３３として、位置決めセンサユニット３９が設けられている。位置決めセンサユニット３９は、金型面にセットされたワーク（基板Ｗ）との距離や位置ずれを検出する。センサ４０を保持したセンサーヘッド４１は上下動シリンダ４２のシリンダロッド４３に連繋して吊下げ支持されている。センサ４０は反射型の光センサなどが用いられる。上下動シリンダ４２は、センサ支持板４４に取り付けられている。センサーへッド４１にはガイドロッド４５の下端が連繋しており、ガイドロッド４５の上端はセンサ支持板４４に設けられたガイドブッシュ４６を挿通している。上下動シリンダ４２を作動させると、センサヘッド４１はガイドロッド４５がガイドブッシュ４６にガイドされて上下に移動してセンサ位置を変えられるようになっている。
【００２２】
ワーク保持部３１に保持された基板Ｗがモールド金型２５へ搬入された後、ローダー７がモールド金型２５より退避する際に、センサユニット３９がモールド金型２５に進入してセンサ４０により基板Ｗのセットミスや位置ずれなどを検出するようになっている。尚、基板Ｗのセットミスや位置ずれを検出した場合に、位置を補正する機構を備えていても良い。
【００２３】
図３はローダー７の第３実施例を示す。ワーク保持部３１の構成は第１実施例と同様であり、金型アクセスユニット３３の構成を中心に説明する。本実施例は金型アクセスユニット３３として、撮像処理ユニット４７が設けられている。撮像処理ユニット４７は金型面にセットされたワーク（基板Ｗ）を撮像カメラ４８により撮像して画像処理によりワークの欠損、位置ずれ、リード、ワイヤなどの曲がりなどの異常を検出する。撮像カメラ４８には、ワークに光照射するリング照明４９やレンズ５０などが設けられている。尚、ワークの異常ではないが基板の反りが画像処理に影響を及ぼす場合には、撮像するのに先だって基板を押さえる押さえ機構を備えていても良い。
【００２４】
図４はローダー７の第４実施例を示す。ワーク保持部３１の構成は第１実施例と同様であり、金型アクセスユニット３３の構成を中心に説明する。本実施例は金型アクセスユニット３３として、ヒートスプレッダー搬送ユニット５１が設けられている。ヒートスプレッダー搬送ユニット５１はモールド金型２５のキャビティ凹部にヒートスプレッダーＨＳを搬入する。ヒートスプレッダー搬送ユニット５１は、下型面に当接可能なストリッパープレート５２、ヒートスプレッダーＨＳの搬入ミスを検出するミス検出部５３が吊下げ部５４に吊下げ支持されている。上下動シリンダ５５のシリンダロッドは、吊下げ部５４に連繋している。吊下げ部５４には金属円筒状の吸着ノズル５６が、１回のモールドに必要な数だけ吊下げ支持されている。吊下げ部５４には、各吸着ノズル５６に連通するエアー吸引路（図示せず）が形成されている。
【００２５】
ストリッパープレート５２は、スプリングにより下方に付勢されて上下動可能に吊下げ支持されており、吊下げシリンダ５７により上位置で保持されている。ストリッパープレート５２は吊下げシリンダ５７を作動させるとスプリングの弾性により吸着ノズル５６の先端側へ移動するようになっている。ストリッパープレート５２は、各吸着ノズル５６に吸着されたヒートスプレッダーＨＳを、吸着を解除してモールド金型２５へセットする際に、ヒートスプレッダーＨＳを各吸着ノズル５６より強制的に引き剥がすために設けられている。
【００２６】
ミス検出部５３は、吸着ノズル５６間に設けられている。ストリッパープレート５２には可動ブロック５８が保持されている。可動ブロック５８にはミス検出ピン５９がスプリングにより付勢して突設されている。ミス検出ピン５９は、可動ブロック５８の自重によりストリッパープレート５２より下型側へ突出するようになっている。可動ブロック５８の上端側にはミス検出ピン５９の押戻しに伴う可動ブロック５８の移動を検出するミス検出部（接触センサ、機械スイッチ等）６０が設けられている。ミス検出ピン５９は、吸着ノズル５６に吸着されたヒートスプレッダーＨＳをキャビティ凹部にセットする際には下型面に当接して可動ブロック５８が押し戻されるため、何ら不都合を生ずることはない。
【００２７】
吊下げ部５４には位置決めピン６１が吊下げ支持されている。この位置決めピン６１がモールド金型２５に位置決めされることで、ワークを搬入する際に、吸着ノズル５６がキャビティ凹部に位置合わせされる。
ヒートスプレッダー搬送ユニット５１に保持されたヒートスプレッダーＨＳが、モールド金型２５のキャビティ凹部へセットされた後、ミス検出部５３によるセットミスの検出動作が行われる。この検出動作は、ミス検出ピン５９がキャビティ凹部の真上になるように、ローダー７を移動させることにより吊下げ部５４を長手方向に所定長（図４ではキャビティ凹部間ピッチの半分長）だけ移動して行われるようになっている。ヒートスプレッダーＨＳがモールド金型２５にセットされた後、ワーク保持部３１に保持されたワーク（基板Ｗ及び樹脂タブレットＴ）が搬入される。
【００２８】
図５はローダー７の第５実施例を示す。ワーク保持部３１には、基板Ｗを保持する基板保持部６２と基板Ｗをプレヒートするプレヒート部６３が設けられている。また、金型アクセスユニット３３には、封止樹脂（樹脂タブレットＴなど）を保持する樹脂保持部６４が設けられている。基板保持部６２で保持したプレヒート済みの基板Ｗをモールド金型２５へセットした後、ローダー７が移動して樹脂保持部６４から樹脂タブレットＴを金型に装填して樹脂封止することができる。このように、基板保持部６２と樹脂保持部６４とを分けることで、基板Ｗのプレヒートがローダー７側で搬送しながら行えるため、プレス部１９のプレヒート時間を短縮若しくは省略できるのでサイクルタイムを短縮できる。プレス部１９のプレヒート時間を短縮できることにより、熱硬化性樹脂の硬化が進んで流れ性が悪くなることがない。
【００２９】
図６において、ローダー７は、増設レールユニットＣに設けられたヒートスプレッダー供給部２０より供給されたヒートスプレッダーＨＳのうち良品のみを移動テーブル２８より受け取って保持し、タブレットホルダー６より樹脂タブレットＴを受け取って保持し、プレヒートレール４よりプレヒートされたリードフレームＬ／Ｆを受け取って保持する。そして、移動レール部に沿って移動してプレス部１９の正面位置へ移動して、モールド金型２５へヒートスプレッダーＨＳをセットしてから、樹脂タブレットＴ及びリードフレームＬ／Ｆをセットする。ローダー７がモールド金型２５より退避した後、金型をクランプして樹脂封止される。樹脂封止後の成形品は、型開きした際に離型され、アンローダー８により成形品取出部９へ取り出され、ディゲート部１１でゲートブレークされて、成形品のみが成形品収納部１２へ収納される。
【００３０】
上述したワーク搬送装置（ローダー７）を用いれば、樹脂封止に必要なワーク保持部３１を備えた搬入装置本体３２に、モールド金型２５へ同一方向から進退してアクセス可能な金型アクセスユニット３３を一体に設けたので、ワークの増加や変更に応じて金型アクセスユニット３３を改変することで、プレス部１９へのアクセスタイムを短縮することができ作業効率を改善することができる。
また、樹脂封止装置においては、ワーク搬入装置を用いることで、装置のレイアウト変更や多機能化などの改変が容易に行えるうえに、サイクルタイムを短縮化して、生産性を向上できる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明は上述した実施の態様に限定されるのではなく、ワーク搬入装置は、モジュールタイプの樹脂封止装置に限らず単独の樹脂封止装置に適用することが可能である。また、金型アクセスユニット３３はヒートスプレッダーＨＳのみならず他の部品搬送や機能部として使用することも可能である。
また、プレス部１９にはリリースフィルムが張設されていても良い等、法の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係るワーク搬入装置を用いると、樹脂封止に必要なワーク保持部を備えた搬入装置本体に、モールド金型へ同一方向から進退してアクセス可能なアクセスユニットを一体に設けたので、しかもワークの増加や変更に応じてアクセスユニットを改変することで、プレス部へのアクセスタイムを短縮することができ作業効率を改善することができる。
また、樹脂封止装置においては、ワーク搬入装置を用いることで、装置のレイアウト変更や多機能化などの改変が容易に行えるうえに、サイクルタイムを短縮化して、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローダーの第１実施例を示す説明図である。
【図２】ローダーの第２実施例を示す説明図である。
【図３】ローダーの第３実施例を示す説明図である。
【図４】ローダーの第４実施例を示す説明図である。
【図５】ローダーの第５実施例を示す説明図である。
【図６】樹脂封止装置の一例に係るレイアウト構成を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ ワーク供給ユニット
Ｂ 成形品収納ユニット
Ｃ 増設レールユニット
ＨＳ ヒートスプレッダー
１ ワーク供給部
２ 供給マガジン
３ フレームインデックス
４ プレヒートレール
５ 樹脂タブレット供給部
６ タブレットホルダー
７ ローダー
８ アンローダー
９ 成形品取出部
１０ 移動テーブル
１１ ディゲート部
１２ 成形品収納部
１３ 成形品ピックアップ
１４ 収納マガジン
１５ 供給側移動レール部
１６ 収納側移動レール部
１７ 増設側移動レール部
１８ 増設側台座部
１９ プレス部
２０ ヒートスプレッダー供給部
２１ 供給側台座部
２２ 収納側台座部
２３ 吸引ダクト
２４ ダクト連結部
２５ モールド金型
２６ 供給ハンド
２７ 検査部
２８ 移動テーブル
２９ 供給マガジン
３１ ワーク保持部
３２ 搬入装置本体
３３ 金型アクセスユニット
３４ クリーニングユニット
３５ 可動吸引ノズル
３６ クリーニングブラシ
３７ 可動吸引ダクト
３８ ローダー吸引ダクト
３９ センサユニット
４０ センサ
４１ センサーヘッド
４２、５５ 上下動シリンダ
４３ シリンダロッド
４４ センサ支持板
４５ ガイドロッド
４６ ガイドブッシュ
４７ 撮像処理ユニット
４８ 撮像カメラ
４９ リング照明
５０ レンズ
５１ ヒートスプレッダー搬送ユニット
５２ ストリッパープレート
５３ ミス検出部
５４ 吊下げ部
５６ 吸着ノズル
５７ 吊下げシリンダ
５８ 可動ブロック
５９ ミス検出ピン
６０ ミス検出部
６１ 位置決めピン
６２ 基板保持部
６３ プレヒート部
６４ 樹脂保持部
【発明の属する利用分野】
本発明は、樹脂封止に必要なワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置及び樹脂封止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封止装置は、半導体チップが搭載された基板（リードフレーム、樹脂基板、フィルム基板など）や封止樹脂（固形樹脂、顆粒樹脂、液状樹脂、粉状樹脂など）のワークはローダーに保持されてモールド金型へ搬入され、樹脂封止後の成形品がアンローダーによりモールド金型より取り出されるようになっている。
【０００３】
本件出願人が提案した樹脂封止装置の一例を挙げれば、装置の多機能化を図るべく、ワーク供給ユニット、プレス部を搭載した増設レールユニット、成形品収納ユニットがレール部どうしを接続したり切り離したりすることが自由にできるモジュールタイプに構成されている。ローダー及びアンローダーはレール部を共用して移動し、必要に応じて増設レールユニットを増設して使用できるようになっている。例えば、半導体チップで発生した熱をパッケージ部外へ逃すため、放熱板（ヒートスプレッダー）をモールド金型のキャビティ凹部へ搬入されて、基板と共に樹脂封止されることが行われている。この放熱板供給部を設けた増設レールユニットをプレス部の近傍に増設し、ローダーによりワークとは別途放熱板をプレス部へ搬入するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３００９７５号公報（図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に樹脂封止装置において、例えばヒートスプレッダー等のように、特殊部品を供給する場合には、専用の供給ユニットを増設する必要があるが、モールド金型のローダーやアンローダーが進退動する正面側以外の側面側若しくは後面側へレイアウトする必要があり、装置レイアウトの変更や専用の駆動軸の設置など装置構成が複雑化する。
【０００６】
また、特許文献１に示すモジュールタイプの樹脂封止装置では、増設レールユニットの追加が任意に行えるので、装置レイアウトの変更は比較的容易であるが、ローダーによりワーク（基板、封止樹脂）とは別途モールド金型へアクセスする必要があり、搬入部品が増えればモールド金型へのアクセス回数が増えて、１回の樹脂封止に要するサイクルタイムが遅延する。また、基板をプレヒートしてプレス部へ搬入しようとしても搬入時には途中で冷却してしまうおそれがあり、ローダーは基板と封止樹脂を同時に保持するため、プレヒートにより封止樹脂の硬化が進んでしまうおそれがあった。このため、基板はモールド金型でプレヒートしてから樹脂封止する必要があり、ランニングコストが増えるうえに、作業効率が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、装置のレイアウト変更に容易に対応することができ、プレス部へのアクセスタイムを短縮して作業効率を改善したワーク搬入装置及び該ワーク搬入装置を用いて装置の改変や多機能化が容易であり生産性を向上できる樹脂封止装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
ワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置において、ワークを保持するワーク保持部を備えた搬入装置本体に、ワーク保持部と同一方向でモールド金型へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニットを一体に設けたことを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、ワークを搬入するのに先立って金型面をクリーニングするクリーニングユニットであることを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、金型面にセットされたワークとの距離や位置ずれを検出する位置決めセンサユニットであることを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、金型面にセットされたワークを撮像して異常を検出する撮像処理ユニットであることを特徴とする。
また、ワーク保持部に基板を保持する基板保持部と基板をプレヒートするプレヒート部とを備え、前記金型アクセスユニットに封止樹脂を保持する樹脂保持部を設けたことを特徴とする。
また、金型アクセスユニットは、モールド金型のキャビティ凹部にヒートスプレッダーを搬入するヒートスプレッダー搬送ユニットであることを特徴とする。
また、樹脂封止装置においては、上述したワーク搬入装置を用いてモールド金型に搬入されたワークをクランプして樹脂封止することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。本実施の形態は、ワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置としてのローダーと、プレス部より成形品を成形品取出部へ取り出すアンローダーとが移動レール部を共用して移動可能なモジュールタイプの樹脂封止装置を例示して説明する
図１はローダーの第１実施例を示す説明図、図２はローダーの第２実施例を示す説明図、図３はローダーの第３実施例を示す説明図、図４はローダーの第４実施例を示す説明図、図５はローダーの第５実施例を示す説明図、図６は樹脂封止装置の一例に係るレイアウト構成を示す平面図である。
【００１０】
図６において、先ず樹脂封止装置の概略構成について説明する。樹脂封止装置はワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に増設レールユニットＣを分離可能に備えている。ワーク供給ユニットＡ、成形品収納ユニットＢ及び増設レールユニットＣのそれぞれが移動レール部と台座部を有しており、台座部には各種機能部を備えることが可能である。本実施例では増設レールユニットＣにはプレス部及びヒートスプレッダー供給部が各々挿脱可能に設けられている。以下、各ユニットの構成について説明する。
【００１１】
［ワーク供給ユニットＡ］
図１において、ワーク供給部１は、供給マガジン２に収納されたストリップ（リードフレーム、樹脂基板などに半導体チップが搭載されたもの）をフレームインデックス３へ載せた後、プレヒートレール４へ向きを揃えて送り出される。プレヒートレール４では、リードフレームがプレヒートされてローダー７に受け渡される。
樹脂タブレット供給部５は、樹脂タブレットを送り出すリニアフィーダから整列して送り出された樹脂タブレットをインデックステーブルで一時的に蓄えながらタブレットホルダー６へ装填し、該タブレットホルダー６を供給位置まで移動してローダー７に受け渡される。
【００１２】
［成形品収納ユニットＢ］
図１において、成形品取出部９では、いずれかのプレス部よりアンローダー８により取出された成形品が下方に待機している移動テーブル１０へ受け渡される。アンローダー８は、成形品を成形品取出部９に待機している移動テーブル１０へ受け渡すと次の成形品の取出し動作に移行する。移動テーブル１０は成形品を載置してディゲート部１１へ搬送する。ディゲート部１１は、移動テーブル１０へ載置されて搬送された成形品を押えて冷却すると共にストリップをツイストすることによりゲートブレイクし不要樹脂を分離する。不要樹脂は図示しないスクラップボックスへ回収される。移動テーブル１０は成形品のみを載置して成形品収納部１２へ搬送する。成形品収納部１２において、移動テーブル１０に搬送された成形品を成形品ピックアップ１３により一端保持する。そして、移動テーブル１０が成形品取出部９へ向かって移動すると、下方に設けられた収納マガジン１４へ必要に応じて旋回して向きを揃えて収納する。
【００１３】
［増設レールユニットＣ］
増設レールユニットＣは、ワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に挿脱可能に設けられている。増設レールユニットＣは、ワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に増設されて、供給側移動レール部１５と収納側移動レール部１６との間を増設側移動レール部１７により連結し、該増設側移動レール部１７上をローダー７及びアンローダー８が各々共用して移動可能になっている（図１参照）。
【００１４】
増設レールユニットＣの増設側台座部１８には、プレス部１９やヒートスプレッダー供給部２０などの様々な機能を有する機能部を搭載可能になっている。
増設レールユニットＣは、ワーク供給ユニットＡと成形品収納ユニットＢとの間に移動レール部どうしが連続するように挿入された後、増設側台座部１８と供給側台座部２１との間、増設側台座部１８と収納側台座部２２との間、増設側台座部２１どうしの間を各々ボルト締めして連結されている。尚、増設レールユニットＣごと他の増設レールユニットＣに変更することは可能であるが、各種機能部の大きさを考慮しておけば、該機能部だけの交換も可能である。
【００１５】
また、成形品収納ユニットＢ及び増設レールユニットＣには、移動レール部１６、１７に沿って吸引ダクト２３が併設されている。この吸引ダクト２３は、ローダー７又はアンローダー８の吸引ダクトに接続可能なダクト連結部２４より接続可能に設けられている。ローダー７又はアンローダー８がプレス部１９に進入する際に各吸引ダクトがダクト連結部２４を介して吸引ダクト２３に連結して、図示しない集塵機へ集塵するようになっている。
【００１６】
プレス部１９は本実施例では３箇所に並設されている。各プレス部１９はモールド金型２５及び該モールド金型２５を型締め型開きする公知の型開閉機構及びモールド金型２５のキャビティに樹脂圧を印加しながら封止樹脂を送り出す公知のトランスファ機構などが装備されている。各プレス部１９は、増設側台座部１８及び収納側台座部２２に設けられており、必要に応じてモールド金型２５の金型面を覆うリリースフィルムを張設するフィルムユニットが設けられていても良い。
【００１７】
また、ヒートスプレッダー供給部２０は、ワーク供給ユニットＡとプレス部１９を搭載した増設レールユニットＣとの間に設けられている。ヒートスプレッダー供給部２０は、増設側台座部１８に設けられている。ヒートスプレッダー供給部２０では、供給マガジン２９内に積み重ねて収納されたヒートスプレッダーＨＳが供給ハンド（ピックアップハンド）２６により取り出され、検査部２７へ移送されてヒートスプレッダーＨＳの向きや重なりの検査が行われる。そして、ヒートスプレッダーＨＳは移動テーブル２８により受渡し位置まで搬送されて、ローダー７へ受け渡される。
【００１８】
ローダー７及びアンローダー８は移動レール部を共用して移動するようになっている。即ち、ローダー７は、プレヒートレール４でリードフレームを受け取って保持し、タブレットホルダー６より樹脂タブレットを受け取って保持し、更にはヒートスプレッダー供給部２０よりヒートスプレッダーＨＳを受け取って各プレス部１９へ一方向から進退移動して搬入するようになっている。また、樹脂封止後の成形品はモールド金型２５より離型され、アンローダー８により成形品取出し部９へ搬出されるようになっている。
【００１９】
［ローダーの構成］
ここでワーク搬入装置として用いられるローダー７の構成について説明する。図１は、ローダー７の第１実施例を示す。ローダー７は、樹脂封止に必要なワーク保持部３１を備えた搬入装置本体３２に、ワーク保持部３１と同一方向でモールド金型２５へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニット（機能増設ユニット）３３がワーク保持部３１と一体に設けられている。ワーク保持部３１は、基板（本実施例ではリードフレームＬ／Ｆ）Ｗと樹脂タブレットＴとを保持可能になっている。ローダー７は、図示しないラック部に噛み合うピニオンギヤが回転することで、搬入装置本体３２が金型アクセスユニット３３を先頭にして、移動レール部側よりプレス部１９側に進退移動するようになっている。また、金型アクセスユニット３３としては、クリーニングユニット３４が設けられている。クリーニングユニット３４は、ワークを搬入するのに先立って金型面（下型面）をクリーニングする。尚、クリーニングユニット３４を構成するブラシ、吸引ダクトを上側にも設けて上型面及び／又は下型面がクリーニングできるようになっていても良い。
【００２０】
クリーニングユニット３４は、上下動可能な可動吸引ノズル３５と金型面をブラッシングするクリーニングブラシ３６を備えている。可動吸引ノズル３５は可動吸引ダクト３７に接続されており、ゴムパッキン３７ａを介して搬入装置本体３２の長手方向に設けられたローダー吸引ダクト３８に接続されている。ローダー吸引ダクト３８は、前述したダクト連結部２４にて図示しない集塵機へ接続されるようになっている。尚、クリーニングブラシ３６に換えて、ローラ間で粘着テープを繰出して巻き取る間に金型面に当接して塵埃を粘着するようにしても良い。クリーニングブラシ３６は、搬入方向に対して可動吸引ダクト３７より先に金型に進入するように配置されていた方がクリーニングブラシ３６で金型より剥離した塵を吸引し易い。また、搬入方向に対して、先頭側よりクリーニングブラシ３６、可動吸引ダクト３７、粘着テープという順に配列されていても良い。
【００２１】
図２はローダー７の第２実施例を示す。ワーク保持部３１の構成は第１実施例と同様であり、金型アクセスユニット３３の構成を中心に説明する。本実施例は金型アクセスユニット３３として、位置決めセンサユニット３９が設けられている。位置決めセンサユニット３９は、金型面にセットされたワーク（基板Ｗ）との距離や位置ずれを検出する。センサ４０を保持したセンサーヘッド４１は上下動シリンダ４２のシリンダロッド４３に連繋して吊下げ支持されている。センサ４０は反射型の光センサなどが用いられる。上下動シリンダ４２は、センサ支持板４４に取り付けられている。センサーへッド４１にはガイドロッド４５の下端が連繋しており、ガイドロッド４５の上端はセンサ支持板４４に設けられたガイドブッシュ４６を挿通している。上下動シリンダ４２を作動させると、センサヘッド４１はガイドロッド４５がガイドブッシュ４６にガイドされて上下に移動してセンサ位置を変えられるようになっている。
【００２２】
ワーク保持部３１に保持された基板Ｗがモールド金型２５へ搬入された後、ローダー７がモールド金型２５より退避する際に、センサユニット３９がモールド金型２５に進入してセンサ４０により基板Ｗのセットミスや位置ずれなどを検出するようになっている。尚、基板Ｗのセットミスや位置ずれを検出した場合に、位置を補正する機構を備えていても良い。
【００２３】
図３はローダー７の第３実施例を示す。ワーク保持部３１の構成は第１実施例と同様であり、金型アクセスユニット３３の構成を中心に説明する。本実施例は金型アクセスユニット３３として、撮像処理ユニット４７が設けられている。撮像処理ユニット４７は金型面にセットされたワーク（基板Ｗ）を撮像カメラ４８により撮像して画像処理によりワークの欠損、位置ずれ、リード、ワイヤなどの曲がりなどの異常を検出する。撮像カメラ４８には、ワークに光照射するリング照明４９やレンズ５０などが設けられている。尚、ワークの異常ではないが基板の反りが画像処理に影響を及ぼす場合には、撮像するのに先だって基板を押さえる押さえ機構を備えていても良い。
【００２４】
図４はローダー７の第４実施例を示す。ワーク保持部３１の構成は第１実施例と同様であり、金型アクセスユニット３３の構成を中心に説明する。本実施例は金型アクセスユニット３３として、ヒートスプレッダー搬送ユニット５１が設けられている。ヒートスプレッダー搬送ユニット５１はモールド金型２５のキャビティ凹部にヒートスプレッダーＨＳを搬入する。ヒートスプレッダー搬送ユニット５１は、下型面に当接可能なストリッパープレート５２、ヒートスプレッダーＨＳの搬入ミスを検出するミス検出部５３が吊下げ部５４に吊下げ支持されている。上下動シリンダ５５のシリンダロッドは、吊下げ部５４に連繋している。吊下げ部５４には金属円筒状の吸着ノズル５６が、１回のモールドに必要な数だけ吊下げ支持されている。吊下げ部５４には、各吸着ノズル５６に連通するエアー吸引路（図示せず）が形成されている。
【００２５】
ストリッパープレート５２は、スプリングにより下方に付勢されて上下動可能に吊下げ支持されており、吊下げシリンダ５７により上位置で保持されている。ストリッパープレート５２は吊下げシリンダ５７を作動させるとスプリングの弾性により吸着ノズル５６の先端側へ移動するようになっている。ストリッパープレート５２は、各吸着ノズル５６に吸着されたヒートスプレッダーＨＳを、吸着を解除してモールド金型２５へセットする際に、ヒートスプレッダーＨＳを各吸着ノズル５６より強制的に引き剥がすために設けられている。
【００２６】
ミス検出部５３は、吸着ノズル５６間に設けられている。ストリッパープレート５２には可動ブロック５８が保持されている。可動ブロック５８にはミス検出ピン５９がスプリングにより付勢して突設されている。ミス検出ピン５９は、可動ブロック５８の自重によりストリッパープレート５２より下型側へ突出するようになっている。可動ブロック５８の上端側にはミス検出ピン５９の押戻しに伴う可動ブロック５８の移動を検出するミス検出部（接触センサ、機械スイッチ等）６０が設けられている。ミス検出ピン５９は、吸着ノズル５６に吸着されたヒートスプレッダーＨＳをキャビティ凹部にセットする際には下型面に当接して可動ブロック５８が押し戻されるため、何ら不都合を生ずることはない。
【００２７】
吊下げ部５４には位置決めピン６１が吊下げ支持されている。この位置決めピン６１がモールド金型２５に位置決めされることで、ワークを搬入する際に、吸着ノズル５６がキャビティ凹部に位置合わせされる。
ヒートスプレッダー搬送ユニット５１に保持されたヒートスプレッダーＨＳが、モールド金型２５のキャビティ凹部へセットされた後、ミス検出部５３によるセットミスの検出動作が行われる。この検出動作は、ミス検出ピン５９がキャビティ凹部の真上になるように、ローダー７を移動させることにより吊下げ部５４を長手方向に所定長（図４ではキャビティ凹部間ピッチの半分長）だけ移動して行われるようになっている。ヒートスプレッダーＨＳがモールド金型２５にセットされた後、ワーク保持部３１に保持されたワーク（基板Ｗ及び樹脂タブレットＴ）が搬入される。
【００２８】
図５はローダー７の第５実施例を示す。ワーク保持部３１には、基板Ｗを保持する基板保持部６２と基板Ｗをプレヒートするプレヒート部６３が設けられている。また、金型アクセスユニット３３には、封止樹脂（樹脂タブレットＴなど）を保持する樹脂保持部６４が設けられている。基板保持部６２で保持したプレヒート済みの基板Ｗをモールド金型２５へセットした後、ローダー７が移動して樹脂保持部６４から樹脂タブレットＴを金型に装填して樹脂封止することができる。このように、基板保持部６２と樹脂保持部６４とを分けることで、基板Ｗのプレヒートがローダー７側で搬送しながら行えるため、プレス部１９のプレヒート時間を短縮若しくは省略できるのでサイクルタイムを短縮できる。プレス部１９のプレヒート時間を短縮できることにより、熱硬化性樹脂の硬化が進んで流れ性が悪くなることがない。
【００２９】
図６において、ローダー７は、増設レールユニットＣに設けられたヒートスプレッダー供給部２０より供給されたヒートスプレッダーＨＳのうち良品のみを移動テーブル２８より受け取って保持し、タブレットホルダー６より樹脂タブレットＴを受け取って保持し、プレヒートレール４よりプレヒートされたリードフレームＬ／Ｆを受け取って保持する。そして、移動レール部に沿って移動してプレス部１９の正面位置へ移動して、モールド金型２５へヒートスプレッダーＨＳをセットしてから、樹脂タブレットＴ及びリードフレームＬ／Ｆをセットする。ローダー７がモールド金型２５より退避した後、金型をクランプして樹脂封止される。樹脂封止後の成形品は、型開きした際に離型され、アンローダー８により成形品取出部９へ取り出され、ディゲート部１１でゲートブレークされて、成形品のみが成形品収納部１２へ収納される。
【００３０】
上述したワーク搬送装置（ローダー７）を用いれば、樹脂封止に必要なワーク保持部３１を備えた搬入装置本体３２に、モールド金型２５へ同一方向から進退してアクセス可能な金型アクセスユニット３３を一体に設けたので、ワークの増加や変更に応じて金型アクセスユニット３３を改変することで、プレス部１９へのアクセスタイムを短縮することができ作業効率を改善することができる。
また、樹脂封止装置においては、ワーク搬入装置を用いることで、装置のレイアウト変更や多機能化などの改変が容易に行えるうえに、サイクルタイムを短縮化して、生産性を向上できる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明は上述した実施の態様に限定されるのではなく、ワーク搬入装置は、モジュールタイプの樹脂封止装置に限らず単独の樹脂封止装置に適用することが可能である。また、金型アクセスユニット３３はヒートスプレッダーＨＳのみならず他の部品搬送や機能部として使用することも可能である。
また、プレス部１９にはリリースフィルムが張設されていても良い等、法の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係るワーク搬入装置を用いると、樹脂封止に必要なワーク保持部を備えた搬入装置本体に、モールド金型へ同一方向から進退してアクセス可能なアクセスユニットを一体に設けたので、しかもワークの増加や変更に応じてアクセスユニットを改変することで、プレス部へのアクセスタイムを短縮することができ作業効率を改善することができる。
また、樹脂封止装置においては、ワーク搬入装置を用いることで、装置のレイアウト変更や多機能化などの改変が容易に行えるうえに、サイクルタイムを短縮化して、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローダーの第１実施例を示す説明図である。
【図２】ローダーの第２実施例を示す説明図である。
【図３】ローダーの第３実施例を示す説明図である。
【図４】ローダーの第４実施例を示す説明図である。
【図５】ローダーの第５実施例を示す説明図である。
【図６】樹脂封止装置の一例に係るレイアウト構成を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ ワーク供給ユニット
Ｂ 成形品収納ユニット
Ｃ 増設レールユニット
ＨＳ ヒートスプレッダー
１ ワーク供給部
２ 供給マガジン
３ フレームインデックス
４ プレヒートレール
５ 樹脂タブレット供給部
６ タブレットホルダー
７ ローダー
８ アンローダー
９ 成形品取出部
１０ 移動テーブル
１１ ディゲート部
１２ 成形品収納部
１３ 成形品ピックアップ
１４ 収納マガジン
１５ 供給側移動レール部
１６ 収納側移動レール部
１７ 増設側移動レール部
１８ 増設側台座部
１９ プレス部
２０ ヒートスプレッダー供給部
２１ 供給側台座部
２２ 収納側台座部
２３ 吸引ダクト
２４ ダクト連結部
２５ モールド金型
２６ 供給ハンド
２７ 検査部
２８ 移動テーブル
２９ 供給マガジン
３１ ワーク保持部
３２ 搬入装置本体
３３ 金型アクセスユニット
３４ クリーニングユニット
３５ 可動吸引ノズル
３６ クリーニングブラシ
３７ 可動吸引ダクト
３８ ローダー吸引ダクト
３９ センサユニット
４０ センサ
４１ センサーヘッド
４２、５５ 上下動シリンダ
４３ シリンダロッド
４４ センサ支持板
４５ ガイドロッド
４６ ガイドブッシュ
４７ 撮像処理ユニット
４８ 撮像カメラ
４９ リング照明
５０ レンズ
５１ ヒートスプレッダー搬送ユニット
５２ ストリッパープレート
５３ ミス検出部
５４ 吊下げ部
５６ 吸着ノズル
５７ 吊下げシリンダ
５８ 可動ブロック
５９ ミス検出ピン
６０ ミス検出部
６１ 位置決めピン
６２ 基板保持部
６３ プレヒート部
６４ 樹脂保持部
Claims (7)
- ワークを保持してプレス部へ搬入するワーク搬入装置において、
ワークを保持するワーク保持部を備えた搬入装置本体に、ワーク保持部と同一方向でモールド金型へ進退してアクセス可能な金型アクセスユニットを一体に設けたことを特徴とするワーク搬入装置。 - 前記金型アクセスユニットは、ワークを搬入するのに先立って金型面をクリーニングするクリーニングユニットであることを特徴とする請求項１記載のワーク搬入装置。
- 前記金型アクセスユニットは、金型面にセットされたワークとの距離や位置ずれを検出する位置決めセンサユニットであることを特徴とする請求項１記載のワーク搬入装置。
- 前記金型アクセスユニットは、金型面にセットされたワークを撮像して異常を検出する撮像処理ユニットであることを特徴とする請求項１記載のワーク搬入装置。
- 前記ワーク保持部に基板を保持する基板保持部と基板をプレヒートするプレヒート部とを備え、前記金型アクセスユニットに封止樹脂を保持する樹脂保持部を設けたことを特徴とする請求項１記載のワーク搬入装置。
- 前記金型アクセスユニットは、モールド金型のキャビティ凹部にヒートスプレッダーを搬入するヒートスプレッダー搬送ユニットであることを特徴とする請求項１記載のワーク搬入装置。
- 請求項１乃至６のうちいずれか１項記載のワーク搬入装置を用いてモールド金型に搬入されたワークをクランプして樹脂封止することを特徴とする樹脂封止装置。
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- 2003-02-25 JP JP2003046955A patent/JP4362296B2/ja not_active Expired - Lifetime
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